Forskning på klima

Det finnes flere måter å forsøke å observere klimaet og klimaendringer på. De vanligste observasjoner man benytter seg av er først og fremst temperatur og nedbør. Andre sider ved klimaet er luftfuktighet, vindstyrke- og retning, trykkforhold, skydekke og solinnstråling. I arktiske områder er snø og isdekke også viktige observasjoner som kan gi oss et bilde av klimaet over lang tid. Det er derfor svært viktig med langsiktig overvåking av miljøet.

Norsk Polarinstitutt forsker både på fortidens klima og dagens fysiske prosesser i havet, sjøisen og isen på land. I Antarktis har våre forskere bidratt til å fremskaffe klimainformasjon gjennom å bore iskjerner i den tykke innlandsisen i Dronning Maud Land. Isen med sine luftbobler blir dermed et klimaarkiv som "fanger" atmosfærens gasser og gir oss kunnskap som går 900 000 år tilbake i tid. I Framstredet blir dyptvannsdannelsen og havisen undersøkt, og på Svalbard overvåker vi størrelsen (massebalansen) på isbreene.

Hvordan måler man og overvåker man klimaet?

Det finnes flere måter å observere klimaet og klimaendringer på. De vanligste observasjonene er først og fremst temperatur og nedbør. Andre sider ved klimaet er luftfuktighet, vindstyrke- og retning, trykkforhold, skydekke og solinnstråling. I polare områder er endringer i havis, snødekke og isbreer også viktige observasjoner som kan gi oss et bilde av klimaet.

Norsk Polarinstitutt forsker på både fortidens klima og dagens fysiske prosesser i havet, havisen og isen på land. I Antarktis har våre forskere bidratt til å fremskaffe klimainformasjon gjennom å bore iskjerner i den tykke innlandsisen i Dronning Maud Land. Isen med sine luftbobler er et klimaarkiv som «fanger» atmosfærens gasser og gir oss kunnskap som går 900 000 år tilbake i tid. ICE (senter for is, klima og økosystemer) leverer kunnskap om klimaet i Antarktis, og hvilke virkninger klimaet der kan få for resten av kloden, gjennom sitt omfattende forskningsprogram ICE-Fimbulisen. I Framstredet blir dypvannsdannelsen og havisen undersøkt, og på Svalbard overvåker vi størrelsen (massebalansen) på isbreene.

Klimaet er i endring

FNs klimapanel anslår at den globale middeltemperaturen vil øke med 1,1–6,4 °C innen 2100, noe som vil være den raskeste økningen på 10 000 år. I tillegg er klimaet i stadig endring gjennom naturlige variasjoner.

De globale klimaendringene oppleves spesielt sterkt i polare områder. Gjennomsnittlig årstemperatur i Arktis har økt om lag dobbelt så mye som i resten av verden de siste tiårene, med noen variasjoner innenfor regionen. De fleste steder øker temperaturen hurtigere om vinteren enn om sommeren. I Alaska og det vestlige Canada har vintertemperaturen steget med så mye som 3–4 °C de siste 50 årene. Når havisen reduseres vil livsvilkårene for mange dyr endres, fordi mange dyr er avhengige av isen for å overleve. Ulike fysiske prosesser i Arktis har stor betydning for det globale klimaet. Dette gjelder for eksempel utveksling av energi gjennom havstrømmer og også mellom hav, is og atmosfære samt dypvannsdannelse.

Modellberegninger og scenarioutviklinger gjort i forbindelse med Arktisk råds klimautredning (ACIA) tyder på at temperaturen vil fortsette å stige i hele Arktis i tiden fremover. Økningen er grovt regnet til å bli rundt 3–5 °C over land og opp til 7 °C over havområdene innen utgangen av dette århundret.

Vintertemperaturen forventes å øke betydelig mer, rundt 4–7 °C over land og 7–10 °C over havområdene. Den største oppvarmingen forventes i landområder som grenser til hav hvor det forventes en betydelig reduksjon i havisdekket, som for eksempel nordlige Russland.

Faktorer påvirker klimaet

Innstråling av varme fra sola er grunnlaget for værforholdene på jorda. Denne energien fordeles ujevnt over kloden gjennom geografiske forskjeller i innstråling samt variasjon i vind og vannstrømmer. Drivhuseffekten er en naturlig oppvarming av atmosfæren, gjennom at skyer og gasser i atmosfæren forhindrer at varmestråling fra jordens overflate helt forsvinner ut av atmosfæren. Uten den naturlige drivhuseffekten ville jordens overflate vært dekket av en stor iskappe. De viktigste naturlige klimagassene er karbondioksid (CO₂), metan (CH₄) og lystgass (N₂O). Utslipp av CO₂ bidrar mest til drivhuseffekten. Fluorgasser er blant de sterkeste kjente klimagassene. Disse fremstilles industrielt. Menneskelig aktivitet øker konsentrasjonen av klimagasser i atmosfæren, med det resultat at kloden varmes opp.

Det arktiske miljøet påvirkes av klimaendringer

Polare systemer har trekk som gjør dem spesielle i forhold til andre havområder, og som er avgjørende for hvordan disse systemene vil påvirkes av klimaendringer:

• store sesongskiftinger, spesielt i innkommende sollys
• isdekke, både permanent og sesongbetont
• stort ferskvanntilførsel fra elver og issmelting
• høy refleksjon pga. snø- og isdekke
• lite nedbør

Årsaken til at Arktis varmes opp raskere enn resten av kloden, er komplekse tilbakekoplingsmekanismer mellom atmosfære, hav og is. Hvit snø og is reflekterer energien som kommer fra sola og sender det meste tilbake, mens mørkt hav og land tar opp denne energien. Når oppvarmingen gjør at det blir mindre snø og is, absorberes stadig mer energi og oppvarmingen får en selvforsterkende effekt. Det er derfor vanskelig å forutsi hvor raskt endringene skjer, og hittil har prosessene skjedd i et raskere tempo enn de fleste forskere hadde forventet.

Vi vet at oppvarmingen i Arktis er betydelig større enn oppvarmingen andre steder på kloden. Likevel er det størst usikkerhet i klimamodellene jo lenger nord en kommer, fordi forskning så langt har dekket en begrenset del av området. I tillegg kommer den selvforsterkende oppvarmingseffekten som tapet av havis bringer med seg, og som vi har begrenset kunnskap om.

NorACIA (Norwegian Arctic Climate Impact Assessment) var en norsk oppfølging av Arctic Climate Impact Assessment (ACIA), en analyse gjennomført for Arktisk Råd om konsekvenser av klimaendringer i Arktis. Norsk Polarinstitutt hadde sekretariatet for NorACIA. Gjennom NorACIA ble det utviklet regionale klimamodeller som bedre beskriver og framskriver klimaet i norsk del av Arktis. Disse modellene viser at det kan forventes store regionale og lokale forskjeller i klima, der de områdene hvor havisen reduseres opplever størst oppvarming.

Det store bildet

Ingen klimamodeller er perfekte. De vil alltid bare kunne bli et forsøk på å kopiere virkeligheten, ettersom klimasystemene er veldig komplekse. Likevel er klimamodellene blitt utviklet betydelig de siste årene, og det foregår et kontinuerlig forbedringsarbeid, blant annet om regionale forskjeller og spesielle mekanismer i klimasystemet i de polare områdene. I tillegg er det slik at resultatene fra klimamodellene er det eneste og beste vi har både for å vurdere effektene av klimaendringene og for å bruke som grunnlag for tilpasning til klimaendringene. Alle klimamodeller forutsier en fortsatt og akselerert oppvarming, og de fleste modeller peker mot at oppvarmingen i Arktis vil bli større sammenlignet med andre områder.